参见图1-图7，一种利用实施例一到实施例四中任一种中隔墙矩形隧道管片衬砌的管片拼装方法，使用配套的带有六自由度的管片拼装机的矩形盾构和矩形隧道形状保持器进行拼装，通过L型管片环上相邻两管片分块的拼接纵缝和R型管片环上相邻两管片分块的拼接纵缝采用的错缝拼装方法，对L型管片环和R型管片环的各个管片分块的尺寸和相对应的安放拼装位置进行设计，再通过以下步骤进行拼装:
①对R型管片环进行拼装:通过管片拼装机对将管片环下拱中部的管片分块进行正向安放，并通过矩形盾构盾体上的主推油缸顶紧并进行初步连接固定；
②以管片环下拱中部的管片分块为起点，依次在该管片分块左右两侧由下向上交替安放管片分块，安放各个管片分块的同时由矩形盾构盾体上的主推油缸顶紧并采用斜螺栓初步连接，直至安装至管片环的上拱中部的管片分块；
③将管片环上拱中部的管片分块与其左右两侧相邻的管片分块进行匹配拼装安放，并通过矩形盾构盾体上的主推油缸顶紧并采用斜螺栓初步连接，与此同时，将两个分别设置在中隔墙左右两侧的矩形隧道形状保持器撑开，支撑管片环上拱的管片分块保持稳定；
④将中隔墙安装在管片环的上拱中部和下拱中部的管片分块之间，通过管片拼装机的辅助定位油缸顶紧，并采用斜螺栓初步连接，通过对矩形隧道形状保持器进行微调，核实整个R型管片环的管片分块之间的密封和定位，逐步拧紧斜螺栓，收起矩形隧道形状保持器，R型管片环拼装完毕；
⑤对L型管片环进行拼装:按照预设计，采用管片拼装机和矩形隧道形状保持器对L型管片环按步骤①~④进行拼装固定，完成L型管片环的拼装；
⑥重复①~⑤的步骤，进行L型管片环和R型管片环的错缝交替拼装。
[0029]如图6、图7所示:其中所述的矩形隧道形状保持器包括铰接在设备桥上的外滑套181、固定设置在外滑套181内的双向油缸182、分别铰接在双向油缸182两端且均匹配套装在外滑套181内的两内滑套183、以及设置在两内滑套183端部的撑张装置，所述的撑张装置包括位于内滑套183顶部的中部顶推机构、以及分别位于内滑套183前后两侧的前变幅机构和后变幅机构，所述的中部顶推机构包括固定设置在内滑套183顶部的限位球铰184和压设在限位球铰184上的撑靴185，所述的前变幅机构和后变幅机构均包括撑靴185、与撑靴185匹配压接的限位球铰184、支撑限位球铰184的支撑块186、两端分别与支撑块186和内滑套183铰接的撑杆187、以及设置在支撑块186与内滑套183之间的变幅油缸188。
[0030]所述的支撑块186的截面呈三角形，所述的支撑块186与内滑套183之间铰接的撑杆187为等长且相互平行设置的两组，所述的限位球铰184与支撑块186的其中一端固定连接，两组撑杆187与支撑块186的两个铰接点分别位于支撑块186的另外两端，所述的变幅油缸188与支撑块186的铰接点和靠近撑靴一侧的撑杆的铰接点同轴。
[0031]其形状保持器的工作原理是:1、启动中部顶推机构:将双向油缸行程分别向上和向下逐步伸出，使橡胶式撑靴紧贴在刚完全拼装完毕的管片环的上拱和下拱区域，并使双向油缸保压；2、再启动后变幅装置:将变幅油缸行程伸出，使撑靴紧贴前述管片环的后一环管片，并变幅油缸保压；3、然后调节前变幅装置:将变幅油缸行程伸出，逐步调整撑靴与前述管片环的前一环(未拼装完毕的)管片的距离，待两者紧贴后，经多次测量比对距离误差，并使曲拱块B、曲拱块F、封顶块与目标矩形轮廓吻合后，令变幅油缸保压；4、再次用管片拼装机对中隔墙管片分块G、中隔墙管片分块H进行拼装作业，期间需配合拼装机微调变幅油缸行程，辅助中隔墙的楔形拼装，最后将所有连接螺栓拧紧；5、将双向油缸和变幅油缸行程全部回缩，使形状保持器回到待命状态。
[0032]实施例五:参见图1-图7，本实施例的方法与实施例四基本相同，相同之处不再重述，其不同之处在于:所述的同一管片环上相邻两管片分块的拼接纵缝和相邻两管片环的拼接环缝均为榫卯连接、楔形连接或企口连接。
[0033]实施例六:参见图1-图7，本实施例的方法与实施例四或五基本相同，相同之处不再重述，其不同之处在于:对于存在一定曲率半径的隧道施工工段时，设计相应匹配的带有弧度的转弯环进行与步骤①?④相同的拼装方法进行拼装。
【主权项】
1.一种中隔墙矩形隧道管片衬砌，其特征在于，所述管片衬砌的隧道断面形式为呈矩形环的直墙曲拱或曲墙曲拱，所述的管片衬砌包括L型管片环和R型管片环，所述的L型管片环和R型管片环的上拱和下拱的跨中区域均设置有中隔墙，所述的L型管片环和R型管片环均包括多个呈环形拼装的环形管片分块和中隔墙管片分块，且L型管片环和R型管片环沿隧道方向呈循环交替布置，L型管片环上相邻两管片分块的拼接纵缝和R型管片环上相邻两管片分块的拼接纵缝呈错缝拼装结构。
2.根据权利要求1所述的中隔墙矩形隧道管片衬砌，其特征在于，所述的L型管片环和R型管片环均关于隧道中轴线呈180°对称结构，L型管片环和R型管片环均包括分别位于衬砌上拱中部和下拱中部的封顶块和T型块、以及沿着矩形环设置在封顶块和T型块之间的2片曲拱块B、2片曲拱块F、2片过渡块C、2片过渡块E和2片直墙块D，所述的封顶块和T型块之间垂直设置有中隔墙管片分块G和中隔墙管片分块H。
3.根据权利要求1所述的中隔墙矩形隧道管片衬砌，其特征在于，所述的环形管片分块和中隔墙管片分块上均设置有与相邻的管片环连接固定的手孔和预埋孔，同一管片环上相邻的两管片分块之间、分别位于相邻两管片环上的两相邻管片分块之间均采用斜螺栓连接。
4.根据权利要求1所述的中隔墙矩形隧道管片衬砌，其特征在于，所述的同一管片环上相邻两管片分块的拼接纵缝和相邻两管片环的拼接环缝均为榫卯连接、楔形连接或企口连接。
5.根据权利要求1所述的中隔墙矩形隧道管片衬砌，其特征在于，所述的环形管片分块和中隔墙管片分块均为钢筋混凝土浇筑而成。
6.—种利用上述任一所述的中隔墙矩形隧道管片衬砌的管片拼装方法，其特征在于，使用配套的带有六自由度的管片拼装机的矩形盾构和矩形隧道形状保持器进行拼装，通过L型管片环上相邻两管片分块的拼接纵缝和R型管片环上相邻两管片分块的拼接纵缝采用的错缝拼装方法，对L型管片环和R型管片环的各个管片分块的尺寸和相对应的安放拼装位置进行设计，再通过以下步骤进行拼装: R型管片环进行拼装:通过管片拼装机对将管片环下拱中部的管片分块进行正向安放，并通过矩形盾构盾体上的主推油缸顶紧，进行初步连接固定； ②以管片环下拱中部的管片分块为起点，依次在该管片分块左右两侧由下向上交替安放管片分块，安放各个管片分块的同时由矩形盾构盾体上的主推油缸顶紧并与已安装完成的管片分块进行初步连接固定，直至安装至管片环的上拱中部的管片分块； ③将管片环上拱中部的管片分块与其左右两侧相邻的管片分块进行匹配拼装安放，并通过矩形盾构盾体上的主推油缸顶紧并进行初步连接固定，与此同时，将两个分别设置在中隔墙左右两侧的矩形隧道形状保持器撑开，支撑管片环上拱的管片分块保持稳定； ④将中隔墙安装在管片环的下拱中部和上拱中部的管片分块之间，通过管片拼装机的辅助定位油缸顶紧，并对中隔墙进行初步连接固定，通过对矩形隧道形状保持器进行微调，核实整个R型管片环的管片分块之间的密封和定位，逐步进行最终固定，收起矩形隧道形状保持器，R型管片环拼装完毕； ⑤对L型管片环进行拼装:按照预设计，采用管片拼装机和矩形隧道形状保持器对L型管片环按步骤①~④进行拼装固定，完成L型管片环的拼装； ⑥重复①~⑤的步骤，进行L型管片环和R型管片环的错缝交替拼装。
7.根据权利要求6所述的管片拼装方法，其特征在于，所述的初步连接固定和最终固定为通过设置在各个管片分块上对应的手孔和预埋孔由斜螺栓进行连接固定。
8.根据权利要求6所述的管片拼装方法，其特征在于，所述的同一管片环上相邻两管片分块的拼接纵缝和相邻两管片环的拼接环缝均为榫卯连接或企口连接。
9.根据权利要求6所述的管片拼装方法，其特征在于，对于存在一定曲率半径的隧道施工工段时，设计相应匹配的带有弧度的转弯环进行与步骤①?④相同的拼装方法进行拼装。
【专利摘要】本发明涉及一种解决矩形盾构机长距离掘进的工艺问题的设备和方法。一种中隔墙矩形隧道管片衬砌及管片拼装方法，该管片衬砌的隧道断面形式为呈矩形环的直墙曲拱或曲墙曲拱，跨中区域均设有中隔墙，包括L型和R型两种管片环，两者沿隧道方向呈循环交替布置，且两者的管片拼接纵缝呈错缝拼装；同时，通过盾构管片拼装机和形状保持器来实现与之相配套的中隔墙矩形隧道管片衬砌的管片拼装方法。
【IPC分类】E21D11-10, E21D11-08
【公开号】CN104747207
【申请号】CN201510132325
【发明人】李建斌, 王杜娟, 卓兴建, 贾连辉, 董艳萍, 范磊, 龚廷民, 王小涛
【申请人】中铁工程装备集团有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月25日